本研究以陶瓷刀具材料的微观组织演变过程为研究对象,以提高陶瓷刀具材料的力学性能为目标,在晶粒生长理论的基础上,通过改进蒙特卡罗模拟算法对无压烧结单相陶瓷刀具材料的微观组织演化过程进行了模拟分析;通过进一步改进算法,模拟分析了无压烧结含有金属液相和气孔的陶瓷刀具材料微观组织演变过程;在理论推导和数学模型的基础上,研究了超声空化对无压烧结含有金属Ni的Ti B₂陶瓷刀具材料晶粒生长的影响,并采用蒙特卡罗法,对超声无压烧结含有金属Ni的Ti B₂陶瓷刀具材料的微观组织演化过程进行了模拟分析,本文具体研究内容及结论如下:（1）本文首先分析了陶瓷刀具材料晶粒生长理论,明确了影响陶瓷刀具材料晶粒生长的多种因素,并对固相晶粒生长的蒙特卡罗模拟法进行了改进,改进后的蒙特卡罗算法简化了格点的再取向尝试过程,提高了模拟效率。在改进的算法基础上,利用Matlab软件模拟了单相陶瓷刀具材料微观组织演变过程。（2）为进一步分析金属相和气孔对陶瓷刀具材料微观组织演变的影响,本文对已有的固相在液相中的溶解析出算法进行了改进,并在改进的单相陶瓷刀具材料微观组织模拟算法的基础上建立了含有金属相和气孔的材料微观组织演变的模拟模型;通过修改模拟参数并对比模拟结果分析了温度、保温时间、气孔和金属液相等因素对固相晶粒生长的影响。（3）为了揭示超声空化对陶瓷刀具材料晶粒生长的作用,本文以含有金属相Ni的Ti B₂陶瓷刀具材料为例,分析了无压烧结环境下超声空化的发生条件;建立了气泡及其周围晶粒的理想模型,通过计算可知超声空化能够增大晶体点阵中的质点振动频率和振动能量,从而增大晶格振动频率,晶格振动频率越高,枝晶会因振动而破碎形成新的晶核,这可提高形核率,达到细化晶粒的作用;将超声空化对质点振动频率的影响引入蒙特卡罗模拟法中,在保持模拟条件相同的情况下对比了施加超声下和未施加超声时的模拟结果,研究表明:施加超声下得到的最终晶粒尺寸小于未施加超声时得到的晶粒尺寸,材料中大气孔较少,这表明施加超声有助于细化晶粒、减小孔洞,从而提高陶瓷刀具材料的综合力学性能,且陶瓷刀具材料中的金属相含量减少时,超声空化作用更加显著。